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2023 年度 実績報告書

ヒト頭蓋骨由来間葉系幹細胞の微小重力環境培養を応用した神経再生効果の解明と応用

研究課題

研究課題/領域番号 21K16609
研究機関広島大学

研究代表者

光原 崇文  広島大学, 医系科学研究科(医), 助教 (80571801)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
キーワード神経再生 / 頭蓋骨 / 間葉系幹細胞 / 模擬微小重力 / 脳梗塞
研究実績の概要

①ラット頭蓋骨由来間葉系幹細胞(rcMSC)とラット骨髄由来間葉系幹細胞(rbMSC)を樹立し特性評価を行った。脊髄損傷モデルラットを作成し、損傷1日後にrcMSC、rbMSC、PBSの3群に分けて投与を行った。運動機能および電気生理学的評価を経時的に実施し、損傷28日後に組織を回収し、損傷領域の比較を行った。また、MSC移植翌日の脊髄組織にて遺伝子解析を実施した。②模擬微小重力(MG)環境下で培養した頭蓋骨由来間葉系幹細胞(cMSCs)を脳梗塞モデルラットに投与し、その移植効果について検討した。ラット中大脳動脈閉塞モデルを作成し、通常重力(1G)環境下で培養されたヒトcMSCsと、MG環境下で培養されたヒトcMSCsを、脳梗塞作成後に尾静脈より投与した。各群1ヶ月運動機能評価を行い、35日目に脳組織回収し免疫組織学的検討を行った。脳組織からRNAを抽出し発現解析を行った。
【結果】①rbMSCと比較し、rcMSCは神経栄養因子の高い発現を認めた。rcMSC移植を行った脊髄損傷モデルラットでは、運動機能評価、電気生理学的評価ともに有意な回復が認められ、損傷領域は有意に縮小していた。rcMSC移植後翌日の脊髄組織では、TNF-αやIL-1βなど炎症性サイトカインの発現が抑制された。②MG環境下で培養されたcMSCs投与群は移植後のmNSSの有意な改善を認めたが、梗塞脳組織における遺伝子発現解析ではMG群でNgf、Fgf2, Sypの発現が有意に高く、Sort1の発現が有意に低かった。
【考察】rcMSCは神経栄養因子を介した抗炎症・抗細胞死作用により有意な神経機能回復を誘導することが示された。また、模擬微小重力環境で培養することで、細胞骨格の適応的再編成により細胞の特性も変化し、樹状突起の増加やシナプス伝達の増加が惹起される可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (9件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] A novel rat model for longitudinal electrophysiological evaluation after cold-induced brain injury2023

    • 著者名/発表者名
      Maeda Yuyo、Mitsuhara Takafumi、Takeda Masaaki、Kawate Ayano、Kawano Reo、Shimizu Kiyoharu、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • 雑誌名

      Journal of Neurosurgery

      巻: 139 ページ: 1~8

    • DOI

      10.3171/2022.12.JNS222039

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of intravenously administered cranial bone-derived mesenchymal stem cells on functional recovery in experimental spinal cord injury2023

    • 著者名/発表者名
      Shimizu Kiyoharu、Mitsuhara Takafumi、Maeda Yuyo、Kuwabara Masashi、Hosogai Masahiro、Takeda Masaaki、Yuge Louis、Horie Nobutaka
    • 雑誌名

      Neuroscience Letters

      巻: 799 ページ: 137103~137103

    • DOI

      10.1016/j.neulet.2023.137103

    • 査読あり
  • [雑誌論文] ヒト頭蓋骨間葉系幹細胞を用いた脳梗塞再生医療の臨床応用2023

    • 著者名/発表者名
      堀江 信貴、光原 崇文、桑原 政志、前田 雄洋、原 健司
    • 雑誌名

      神経治療学

      巻: 40 ページ: S117~S117

    • DOI

      10.15082/jsnt.40.6_s117

  • [雑誌論文] 虚血性脳血管障害に対する幹細胞治療の多様性 : 現状と展望2023

    • 著者名/発表者名
      堀江 信貴、光原 崇文
    • 雑誌名

      脳神経外科ジャーナル / 日本脳神経外科コングレス 編

      巻: 32 ページ: 808~813

  • [学会発表] 頭蓋骨間葉系幹細胞を用いた神経疾患に対するトランスレーショナルリサーチ2024

    • 著者名/発表者名
      光原崇文、前田雄洋、原健司、桑原政志、堀江信貴
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 電気生理学的評価を用いた脊髄損傷に対する間葉系幹細胞の複数回移植効果の検討2024

    • 著者名/発表者名
      前田雄洋, 光原崇文, 原健司, 桑原政志, 武田正明, 堀江信貴
    • 学会等名
      第23回日本再生医療学会総会
  • [学会発表] 頭蓋骨間葉系幹細胞をもちいた神経再生治療の開発と挑戦2023

    • 著者名/発表者名
      光原崇文、前田雄洋、原健司、桑原政志、堀江信貴
    • 学会等名
      第66回日本脳循環代謝学会学術集会
  • [学会発表] 経時的神経モニタリング技術を用いた 脊髄損傷における頭蓋骨由来間葉系幹細胞の最適な移植時期の検討2023

    • 著者名/発表者名
      前田雄洋, 光原崇文, 原健司, 桑原政志, 清水陽元, 武田正明, 堀江信貴
    • 学会等名
      第23回日本分子脳神経外科学会
  • [備考] 広島大学大学院医系科学研究科脳神経外科学 神経再生研究グループ

    • URL

      https://shinkeisaisei.hiroshima-u.ac.jp/wp/

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公開日: 2024-12-25  

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